Неисчерпаемый энергетический ресурс, которому человечество не уделяет достаточно внимания

Вот занятный факт, о котором знают многие: самая глубокая искусственная скважина на планете имеет глубину 15 тысяч метров. Гораздо меньшему числу людей известна причина, по которой не удалось продолжить бурение: чрезмерно высокая температура. Итак, добро пожаловать в мир геотермальной энергии, которой мы обязаны концепцией ада. Как известно, большинство религий изображают его как место, расположенное глубоко под землей. Именно ад можно использовать как источник неограниченного количества чистой энергии для планеты и при этом не придется превращать ее в дискотечный шар, сплошь покрытый солнечными батареями.

Если не вдаваться в научные подробности, геотермальная энергия представляет собой тепло, которое генерируется в результате распада радиоактивных элементов, изобилующих в мантии нашей планеты. Количество энергии, в которое можно превратить это тепло, не поддается человеческому пониманию. По данным некоммерческой организации «Союз обеспокоенных ученых», в десятикилометровом слое под поверхностью Земли находится в 50 тысяч раз больше тепловой энергии, чем может дать сжигание всех разведанных запасов нефти и газа в мире. Эта энергия может быть аккумулирована и использована для теплоснабжения и выработки электроэнергии.

Разумеется, с точки зрения специалистов по бурению, 10 тысяч метров – довольно значительная глубина для скважины. Тем не менее, это не является принципиально невозможным, как продемонстрировали инженеры еще в восьмидесятые годы, пробурив свою 15-километровую скважину. Нам просто нужно всерьез заняться разработкой новых технологий бурения.

Проблема, связанная с геотермальной энергией – или, скорее, препятствие для ее превращения в главный источник тепла и электричества для человечества – заключается в том, что тепло земной мантии не во всех точках планеты одинаково доступно. В некоторых местах, таких как Исландия и Новая Зеландия, нагретые слои находятся ближе к поверхности, поэтому их проще – и, что еще важнее – дешевле разрабатывать и использовать.

В других местах тепло упрятано на значительной глубине. Впрочем, это не так уж и плохо. Дело в том, что так называемые «горячие точки» геотермальной энергии находятся в местах с высокой тектонической и сейсмической активностью, что означает повышенную вероятность землетрясений, а также в тех местах, где толщина земной коры минимальна.

Но самое замечательное свойство геотермальной энергии состоит в том, что она есть абсолютно везде, а не только в горячих точках. Важно понимать, что в этих точках самая высокая температура мантии, а некоторые природные гейзеры достигают температуры 200 градусов Цельсия и даже более. Но при более низких температурах геотермальная энергия также может использоваться для прямого теплоснабжения.

Именно так поступают в Исландии. Большинство потребностей теплоснабжения этой крошечной северной страны удовлетворяется за счет геотермальных ресурсов. Понемногу некоторые другие страны начинают следовать этому примеру. Всего неделю назад в Китае была введена в эксплуатацию геотермальная система теплоснабжения, которая, согласно проекту, будет обеспечивать теплом 35 тысяч человек в инновационном центре Юго-западного университета Цзяотун в китайской провинции Сычуань. При этом за счет использования геотермальной энергии объем выбросов углекислого газа снизится на 68 тысяч тонн в год.

Китайская геотермальная система аккумулирует тепло на глубине всего двух или трех километров, где температура достигает 70-120 градусов Цельсия. Однако, современные технологии могут позволить добывать эту энергию даже с меньших глубин.

Именно этими технологиями и занимается специальное подразделение французской компании Engie , расположенное недалеко от Парижа. Они пробуривают скважину глубиной 2-3 километра, чтобы задействовать воду, которая на этой отметке имеет температуру около 70 градусов. Она собирается в трубопроводную систему для обогрева домохозяйств района, а затем закачивается обратно в подземный резервуар. Снижение выбросов углекислого газа составляет, по данным компании, около 25 тысяч тонн в год.

Идея использования геотермальной энергии, безусловно, завоевывает все большую популярность. Еще одной страной, которая в настоящее время рассматривает возможность использования этого неисчерпаемого природного источника тепла для теплоснабжения и, возможно, для производства электроэнергии, является Финляндия. Пока еще не выяснено, обладает ли страна геотермальными ресурсами, использование которых было бы оправдано с экономической точки зрения, но работы над этим уже ведутся.

Неудивительно, что Германия, учитывая ее амбициозные цели в области углеводородного нейтралитета, также использует свой геотермальный потенциал. Там уже построена геотермальная теплоэлектростанция в Баварии, и существуют планы значительно увеличить ее мощность до 2040 года. К этому времени Бавария рассчитывать свести к нулю использование углеводородных источников энергии.

Еще одним примером является Турция. Страна обладает геотермальными объектами общей мощностью в 1,3 Гигаватт, а к 2025 году ее планируется увеличить до 7 гВТ. Спрос на энергию в Турции постоянно растет, и она не хочет оставаться в полной зависимости от ископаемых видов топлива, тем более что большую часть нефти и природного газа приходится импортировать.

Другими словами, примеров более чем достаточно. Мир, похоже, начинает осознавать потенциал геотермальных источников энергии и тот факт, что она не обязательно является неконкурентоспособной из-за высокой себестоимости. Соединенные Штаты также не являются исключением. В начале декабря Техасский университет объявил о своей инициативе в этой сфере, которая получила название Geothermal Entrepreneurship Organization. Ее цель – превратить Техас в национальный центр разработки технологий получения и использования геотермальной энергии.

И это не случайное совпадение. Ведь Техас – центр нефтедобывающей индустрии, где много специалистов, обладающих соответствующими знаниями. Как заявили лидеры этой инициативы Боб Меткалф и Джейми Берд из инновационного центра Cockrell School при Техасском университете: «Бурение сложных и очень глубоких скважин при экстремально высоких температурах – это то, что нефтегазовая отрасль умеет делать лучше других. Существующие технологии в сочетании с инновациями, призванными снизить затраты на бурение, могут быть уже сегодня использованы для получения геотермальной энергии в любой точке планеты. Геотермальная базовая мощность вполне достижима уже в течение ближайшего десятилетия».

Базовая мощность – это поистине волшебное слово. Речь идет надежном постоянном потоке энергии, необходимом для работы электросети. Солнечная и ветровая энергетика не дают такого результата из-за отсутствия надежного способа хранения энергии. Геотермальная же энергия стабильна, и все дело в том, чтобы научиться аккумулировать ее и использовать для теплоснабжения и производства электроэнергии.

Разумеется, здесь имеется ряд проблем, главная из которых связана с возможностью увеличения сейсмической активности, вызванного бурением. Во многих случаях именно эти соображения заставляют инвесторов опасаться инвестиций в подобные проекты. Другой проблемой являются высокие первоначальные затраты, хотя все понимают, что со временем они будут снижаться, в том числе и благодаря прогрессу в технологиях бурения, которые уже привели к значительному удешевлению добычи нефти и газа.

У геотермальной энергетики, несомненно, есть будущее, и оно может быть светлым, если люди решатся уделить ей то внимание, которого она заслуживает.

Источник